Peruspalvelut ja arjen turvallisuus tarvitsevat radiotaajuuksia

Liikenne- ja viestintävirasto Traficom vastaa radiotaajuuksien teknisestä hallinnoinnista ja suunnittelusta, taajuuksien käytön valvonnasta sekä radiohäiriöiden selvittämisestä ja poistamisesta. Tässä tehtävässään Traficom varmistaa, että yhteiskunnan toiminnan kannalta kriittiset taajuudet toimivat ja ovat saatavilla myös häiriötilanteissa ja poikkeusoloissa.

Radiotaajuuksilla on laaja yhteiskunnallinen ja taloudellinen merkitys, sillä useimmat yhteiskunnan, kansalaisten, yritysten ja yhteisöjen kannalta välttämättömät palvelut toimivat langattomien viestintäverkkojen varassa. Kriittisen infrastruktuurin viestintäverkkoja ovat muun muassa verkot, jotka palvelevat

• energian tuotantoa ja jakelua
• vesi- ja jätehuoltoa,
• tietoyhteiskunnan olennaisia palveluita, kuten tietoliikennettä ja viestintää,
• viranomaisia,
• finanssialaa sekä
• liikennettä ja logistiikkaa.

Langattoman tiedonsiirron ohella useissa näissä hyödynnetään myös satelliittinavigointipalveluiden kautta saatavaa tarkkaa aika- ja paikkatietoa. 

Hätä- ja turvallisuusradioviestinnän taajuudet muodostavat toisen merkittävän kokonaisuuden ensisijaisesti turvattavista taajuuksista. Merkittävimpiä hätä- ja turvallisuusradioviestinnän taajuuksien käyttäjiä ovat ilmailu ja merenkulku sekä yhteiskunnan ja kansalaisten turvallisuudesta vastaavat viranomaiset, kuten hätäpalvelut, poliisi, puolustusvoimat, Tulli ja rajavartiolaitos.

Yrityksen palveluiden tai toiminnan kannalta kriittisiä viestintäverkkoja suunniteltaessa olennaista on kiinnittää huomiota myös taajuuksiin. Luvasta vapaita radiolaitteita käyttäen verkon toteuttaminen on helppoa ja nopeaa, mutta näiden varaan ei tule rakentaa toiminnalle kriittisiä verkkoja. Traficom pystyy varmistamaan taajuuksien häiriöttömyyden taajuussuunnittelun ja radiolupien avulla ainoastaan silloin, kun verkkototeutuksissa käytetään luvanvaraisia radiolaitteita.   

Sähkön ja veden saatavuutta turvataan radiotaajuuksia käyttävillä radiomodeemeilla

Radiotaajuuksien määrältään pieni, mutta merkitykseltään suuri käyttäjäryhmä ovat sähkö- ja vesilaitokset. Ne käyttävät luvanvaraisia radiotaajuuksia radiomodeemeissa, joiden avulla siirretään muun muassa mittaus-, hälytys- ja ohjausdataa. Langaton tiedonsiirto on kunnallistekniikan radioverkoissa luotettava ja kustannustehokkain tapa hoitaa sähkö- ja vesilaitosten valvontaa ja ohjausta. Radioverkon toimivuus, nopeus ja luotettavuus ovat keskeisellä sijalla sähkö- ja vesihuollon valvonnassa, koska sähkön ja veden turvattu saanti on yhteiskunnassa merkittävä osa ihmisten elämää. 

Radiomodeemeilla voidaan toteuttaa luotettava tiedonsiirtoyhteys Suomen hankalissa maasto-olosuhteissa, joissa kiinteitä yhteyksiä ei toistaiseksi ole nähty taloudellisesti kannattavina ratkaisuina. Yleisiä matkaviestinverkkoja ei myöskään vielä ole toistaiseksi nähty yhtä toimivina ja toimintavarmoina näihin tarkoituksiin. Luvanvaraisten taajuuksien käyttö nähdään täten jatkossakin olennaisena sähkö- ja vesihuollossa. Radiomodeemitaajuuksien käytön ja verkkojen määrän kasvu on tasaantunut ja lähettimiä näissä verkoissa on tällä hetkellä käytössä noin 15 000. Tällä hetkellä verkkoja kehitetään ja modernisoidaan kasvattamalla muun muassa tiedonsiirtonopeuksia, joka luo tarpeita taajuusmuutoksille. Samalla suunnittelussa korostuu entisestään radiotaajuuksien tehokas käyttö, jotta Traficom voi tarjota radiotaajuuksia riittävästi käyttäjien tarpeisiin. 

Yksityisiä radioverkkoja hyödynnetään räätälöityihin tarpeisiin 

Yhteiskunnan toiminnan kannalta kriittisissä yrityksissä, erityisesti teollisuustuotannossa, logistiikassa, turvallisuus- ja rakennusalalla, käytetään yksityisiä radioverkkoja laajalti eri tarkoituksiin. Esimerkiksi tehtaat, vartiointiliikkeet ja satamat käyttävät yksityisiä suljettuja radioverkkoja paikallisesti puheyhteyksiin ja tiedonsiirtoon. Näissä radioverkoissa yhteys muodostuu nopeasti eikä verkon käytöstä aiheudu ylimääräisiä maksuja. Lisäksi verkon käytettävyyteen ja toimintavarmuuteen voi vaikuttaa omilla investoinneilla, eikä verkon operoinnissa olla riippuvaisia muista.

Yksityisten radioverkkojen taajuuksien kysyntä jatkuu teollisuudessa vakaana. Vanhoja järjestelmiä uusittaessa selvänä tendenssinä on siirtyminen vanhemmista VHF-alueen laitteista UHF-alueelle ja analogisesta tekniikasta digitaaliseen radiotekniikkaan (DMR, Digital Mobile Radio). Uusiokäyttöä VHF-alueelle saadaan pelastuslaitosten varmistaessa digitaalisia viranomaisverkon VIRVE  -yhteyksiään perinteisillä analogisilla radioilla.

Elinkeinoelämän käyttöön aikanaan TETRA -tekniikalle (TETRA, Terrestrial Trunked Radio) varattujen taajuuksien kysyntä ei ole vastannut odotuksia ja nykyään DMR-verkoilla pystytäänkin toteuttamaan monia TETRA-verkoilta odotettuja ominaisuuksia niitä pienemmillä laiteinvestoinneilla. Myös matkaviestinverkkoteknologiaan perustuvien yksityisten radioverkkojen kysyntä on voimakkaassa kasvussa ja näitä tullaan käyttämään tulevaisuudessa entistä enemmän. 

Hätä - ja turvallisuustaajuuksien avulla estetään onnettomuuksia ja pelastetaan henkiä

Merenkulun ja ilmailun hätäviestintää varten on maailmanlaajuisesti varattu tietyt taajuudet sekä etsintä- ja pelastustoimintaan omansa. Hätätilanteissa radioviestintää tehdään joko puheradioilla tai erityisten hätälähettimien avulla joko automaattisesti tai käyttäjän aktivoimana. Hätäliikennettä välitetään maanpäällisillä yhteyksillä ja tiettyjen hätälähettimien osalta myös satelliittien välityksellä. Hätätaajuuksien radioliikennettä seurataan jatkuvasti lennonjohdossa, muissa aluksissa ja ilma-aluksissa sekä meripelastuskeskuksessa.

Hätälähettimiä ovat alusten hätäpaikannusradiopoijut EPIRB (Emergency Position Indicating Radio Beacon) sekä ilma-alusten ELT (Emergency Locator Transmitter) ja henkilökohtaiset PLB (Personal Locator Beacon) hätälähettimet. Nämä on tarkoitettu hätäsanoman lähettämiseen satelliitin kautta maa-asemille. Laitteet toimivat kansainvälisessä Cospas-Sarsat-järjestelmässä. Suomalaisen hätälähettimen hälytys vastaanotetaan Turun Meripelastuskeskuksessa, joka välittää ilma-alusten hälytykset Lentopelastuskeskukseen. 

Traficom ylläpitää ilma-alusten hätälähetinrekisteriä, josta löytyvät ilma-alusten tiedot sekä muun muassa niiden hätäyhteystiedot. EPIRB-laitteisiin on ohjelmoitu aluksen MMSI-numero, jonka avulla Meripelastuskeskus löytää kyseisen aluksen tiedot Traficomin rekisteristä. PLB-laitteisiin on ohjelmoitu vastaavasti Traficomin myöntämä tunnistenumero, jonka perusteella kyseisen laitteen tiedot löytyvät.

Matkustajalentokoneiden lentojen seuranta on osa ilmailun turvallisuutta. Lentokoneet lähettävät säännöllisin väliajoin ADS-B-järjestelmän (ADS-B, Automatic Dependent Surveillance-Broadcast) kautta koneen tunnuksen, sijainnin, korkeuden ja nopeuden. Onnettomuustilanteessa ADS-B-tietojen avulla voidaan selvittää onnettomuutta edeltävien hetkien lentoreitti ja -rata. Lennonjohto, toiset lentokoneet ja ne, joilla on ADS-B-vastaanotin, voivat vastaanottaa ADS-B-lähetyksen tiedot. 

Hätä- ja turvallisuusradioviestinnän taajuudet muodostavat korkeimman prioriteetin kokonaisuuden Traficomin häiriönselvitystyössä ja pyritään suojaamaan kattavasti myös häiriötilanteissa ja poikkeusoloissa.

Paikka- ja aikatieto tukevat yhteiskunnan palveluita

Paikka- ja aikatietoa hyödynnetään yhteiskunnan useilla kriittisillä sektoreilla ja palveluissa. Tarkkaa paikka- ja aikatietoa tuottavat satelliittinavigointijärjestelmät (GNSS, Global Navigation Satellite Systems). Paikkatietoa voidaan tuottaa myös erilaisilla sensoreilla tai matkaviestin- tai Wifi-verkkoihin perustuvalla paikannuksella. Paikannuksessa voidaan hyödyntää myös eri ratkaisujen yhdistelmiä. 

GNSS-järjestelmiin pohjaavaa paikkatietoa hyödynnetään laajalti muun muassa pelastustoiminnassa, logistiikassa ja liikenteessä maalla, merellä ja ilmassa sekä esimerkiksi rakennusalalla. Myös monet älypuhelinten ja -laitteiden sovellukset hyödyntävät satelliittipaikannusta. Tarkkaa aikatietoa hyödynnetään esimerkiksi finanssialalla sekä tele-, joukkoviestintä- ja sähköverkoissa. Satelliittinavigointijärjestelmistä Galileo on Euroopan unionin (EU) rakentama ja ainoana siviilihallinnassa oleva GNSS-järjestelmä. Muita vastaavia maailmanlaajuisia järjestelmiä ovat yhdysvaltalainen GPS, venäläinen GLONASS ja kiinalainen BeiDou.

Satelliiteista maahan saapuvat GNSS-signaalit ovat heikkoja ja siten herkkiä erilaisille häiriöille, joita voivat aiheuttaa esimerkiksi ympäristö katveineen, ilmakehä (erityisesti ionosfääri) ja erilaiset virheellisesti toimivat tai lähellä olevat suuritehoiset radio- tai sähkölaitteet. Signaaleja voidaan häiritä tai harhauttaa myös tahallisesti. 

Satelliittipaikannuksen, kuten muunkin radioviestinnän häiriöriskejä voidaan minimoida teknisillä ratkaisuilla esimerkiksi sijoittamalla vastaanotinantenni kauemmas muista radio- tai sähkölaitteista sekä katveettomaan paikkaan. Monitaajuusvastaanottimet vastaanottavat signaaleja useista, eri taajuusalueilla toimivista, GNSS-järjestelmistä (GPS, Galileo, Glonass, Beidou), jolloin tietyn taajuuden tai järjestelmän häiriö ei välttämättä estä navigointituloksen saamista. Olemassa on myös erilaisia antenniratkaisuja häiriöriskien minimoimiseksi ja kriittisissä sovelluksissa voidaan hyödyntää myös esimerkiksi useita GNSS-vastaanottimia sijoittamalla nämä eri puolille aluksen runkoa tai rakennusta. 

EU:n satelliittipaikannusjärjestelmä Galileon julkisesti säännelty satelliittipalvelu (Public Regulated Service, PRS) sietää muita satelliittipalveluita paremmin häiriöitä, häirintää ja harhauttamista, sillä sen signaali on laajakaistainen, avoimia navigointisignaaleita suurempitehoinen ja salattu. Tarkoituksena on turvata aika- ja paikkatietojen saatavuus ja luotettavuus etenkin turvallisuusviranomaisten käytössä, kuten hätäpalvelut, poliisi, puolustusvoimat, Tulli ja rajavartiolaitos. Traficomin Kyberturvallisuuskeskus vastaa Suomessa PRS-palvelusta viranomaiskäyttöön.

Viranomaisverkossa turvataan tiedonsaanti ja yhteistyömahdollisuus kriisitilanteissa

Viranomaiset käyttävät nykyisin viranomaisverkko Virveä, jota operoi Suomen Erillisverkot Oy. Koska Virve-tekniikan ominaisuudet jäävät riittämättömäksi nykyaikaisiin viranomaistarpeisiin, rakennetaan parhaillaan Virve 2.0 laajakaistapalvelua kaupallisia matkaviestinverkkoja hyödyntäen.

Virve mahdollistaa suojatut ryhmä- ja yksilöpuhelut, hätäkutsut ja lyhytsanomat tukien viranomaisten yhteistyötä päivittäisessä työssä sekä kriisitilanteessa myös yli organisaatiorajojen. Virve-verkon käyttäjiä ovat viranomaiset, kuten  

• pelastustoimi, hätäkeskukset ja poliisi
• sosiaalitoimi- ja terveystoimi,
• puolustusvoimat,
• rajavartiolaitos,
• Tulli ja
• kunnat.

Virveä käytetään myös muussa turvallisuuskriittisessä toiminnassa, kuten teollisuudessa, vartioinnissa, järjestyksenvalvonnassa ja arvokuljetuksissa. Liikenne- ja viestintäministeriö päättää käyttäjäryhmistä, joilla on oikeus käyttää viranomaisverkkoa.

Tulevaisuudessa Virve 2.0 tarjoaa myös toimintavarmat ja turvalliset laajakaistaiset mobiilipalvelut, joiden avulla kuvaa ja videokuvaa voidaan hyödyntää tilannekuvan muodostamisessa. Kun lakia sähköisen viestinnän palveluista sekä turvallisuusverkkolakia päivitettiin vuoden 2019 alkupuolella, mahdollistettiin viranomaisviestintäpalveluiden tarjoaminen kaupallisissa matkaviestinverkoissa. Näin varmistettiin viranomaisille kriittisen kommunikaation turvaamiseksi etuoikeus liikenteeseen (prioriteetti), tarvittavan tiedonsiirtokapasiteetin käyttö ruuhkatilanteissa (altapurku) ja kansallinen verkkovierailu (roaming) kaupallisissa verkoissa sekä muut tarvittavat tekniset ja toiminnalliset edellytykset.

Laajakaistainen Virve 2.0 toteutetaan viranomaisten ja kaupallisten toimijoiden yhteistyönä. Virve 2.0:ssa Suomen Erillisverkot Oy toimii palveluoperaattorina ja yhteistyökumppaniksi valittu kaupallinen toimija puolestaan toimittaa Erillisverkoille 4G- ja 5G-tukiasemapalvelut. Erillisverkot toteuttaa verkon ydintoiminnallisuudet mahdollistaen turvalliset yhteydet viranomaistoimijoille.

Laajakaistainen Virve 2.0 on suunnitelmien mukaan mahdollista ottaa operatiiviseen käyttöön vuodesta 2023 alkaen, joskin uusia palveluita tullaan kehittämään pitkälle tulevaisuuteen. 

Taajuudet turvallisuuttamme tukemassa niin perinteisissä kuin uusissakin käyttötarpeissa

Radiotaajuuksien yksi merkittävin käyttäjäryhmä ovat maamme puolustuksesta ja turvallisuudesta vastaavat viranomaiset kuten puolustusvoimat, rajavartiolaitos ja poliisi. Traficom toimii läheisessä yhteistyössä turvallisuusviranomaisten kanssa. Traficom hallinnoi myös viranomaistaajuuksien käyttöä ja huolehtii siitä, että taajuuksien siviilikäytöt ja esimerkiksi puolustusvoimien radiojärjestelmät voivat toimia aiheuttamatta toisilleen häiriötä.

Digitalisoituvassa yhteiskunnassa radiotaajuuksien tarve myös viranomais- ja maanpuolustustoiminnassa kasvaa langattomien sovellusten ja käyttökohteiden kehittyessä ja lisääntyessä. Traficom kehittää radiotaajuuksien käyttöä tehostavia menetelmiä myös viranomaisten taajuustarpeisiin vastaamiseksi. Taajuuksien käyttöä voidaan tehostaa esimerkiksi dynaamisella yhteiskäytöllä, jossa toinen käyttäjä voi hyödyntää taajuuksia silloin, kun ensisijainen taajuusalueen käyttäjä ei tarvitse taajuuksia esimerkiksi tietyllä maantieteellisellä alueella tai tietyllä hetkellä. Dynaamista yhteiskäyttöä onkin hyödynnetty esimerkiksi puolustusvoimien käyttötarpeisiin. 

Miehittämättömät ilma-alukset palvelevat viranomais- ja pelastustoiminnassa

Teknologian kehityksen myötä lennokkeja, miehittämättömiä ilma-aluksia, kuten droneja, ja muita miehittämättömiä kulkuneuvoja käytetään yhä enemmän harrastus- ja elinkeinotoiminnassa. Viranomaistoiminnassa näitä on myös hyödynnetty jo pidemmän aikaa. 

Droneissa taajuuksia käytetään sekä ohjaukseen ja hallintaan että hyötykuorman laitteiden, esimerkiksi videokamera, datan siirtämiseen ilmasta maahan. Dronet mahdollistavat viranomaistoiminnassa useita kansalaisten ja myös pelastajien turvallisuutta tukevia toimintoja esimerkiksi kadonneiden etsinnässä, maastopalojen paikantamisessa tai onnettomuustilanteiden riskien kartoituksessa ja tilannekuvan muodostamisessa. Dronejen avulla apu voidaan saada perille entistä nopeammin ja esimerkiksi tulipalopaikka kartoittaa jo ennen paloautojen saapumista paikalle. Dronejen ja muiden miehittämättömien ilma-alusten voimakas yleistyminen ovat kuitenkin luoneet myös uusia turvallisuusuhkia, joihin puuttumiseksi turvallisuusviranomaiset ovat saaneet toimivaltuudet puuttua tarvittaessa muun muassa miehittämättömien lennokkien tai dronejen ohjaukseen käytettävien taajuuksien käyttöön. Kulkuun puuttumisesta ei saa aiheutua vähäistä suurempaa haittaa muulle radioviestinnälle.

Yleisesti harrastustoiminnassa miehittämättömissä ilma-aluksissa käytetään laajalti luvasta vapautettuja radiolähettimiä ohjaukseen ja tiedonsiirtoon. Ammattimaiseen käyttöön tai luvasta vapaata toimintaa laajempiin tarpeisiin Traficom suunnittelee taajuudet ja myöntää radioluvat tapauskohtaisesti. Traficomin droneinfo.fi -sivustolta saa laajasti tietoa dronen lennätykseen liittyvissä asioissa. 

Digitalisaatiolla kestävää kehitystä

YK:n kestävän kehityksen tavoitteet ohjaavat ja haastavat kaupunkien kehitystä. Tulevaisuuden kaupunkien digitaaliseen infrastruktuuriin kytkeytyneillä sensoreilla ja laitteilla tavoitellaan muun muassa kaupunki-infran reaaliaikaista seurantaa ja ohjausta, turvallisuuden lisäämistä ja päästöjen vähentämistä esimerkiksi automaattisen julkisen liikenteen myötä. Esimerkiksi käyttöveden-, jäteveden- ja lämmönjakelun automaattinen seuranta lisää toimintavarmuutta ja huoltotarpeen ennakointi tarjoaa isoja säästöjä.

Digitalisoituvalla terveydenhuollolla tavoitellaan muun muassa toiminnan prosessien tehostumista, kustannussäästöjä ja hoitopalvelujen laajempaa saatavuutta. Potilaiden etäseuranta ja terveydenhoidon osittainen virtualisointi mahdollistavat laadukkaan palveluntarjonnan myös sairaaloiden ulkopuolella. Terveyden edistäminen ja sairauksien ennaltaehkäiseminen laitteiden ja sensorien avulla on myös keskeinen kehityksen alue.

Mitä tahansa tulevaisuuden tekniikka mahdollistaakaan ympäristömme ja yhteiskuntamme parantamiseksi, langattomalla tekniikalla ja radiotaajuuksien häiriöttömällä ja sujuvalla käytöllä on siinä tärkeä rooli. Traficom edistää ja turvaa toiminnallaan myös kestävämmän tulevaisuuden mahdollistamista meille kaikille.

Siirry takaisin Radiotaajuudet nyt ja tulevaisuudessa -sivulle. (Ulkoinen linkki)